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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Stabilisieren einer
Ausgangsspannung einer schaltenden Stromversorgungsvorrichtung,
die einen Spannungswandler umfasst, wobei die Technik effektiv auf
einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler in einer Stromversorgungswandelvorrichtung
wie etwa einem Netzteil verwendet werden kann.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein
Netzteil umfasst eine Diodenbrückenschaltung zum Gleichrichten
einer Wechselstromversorgung, einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler zum
Vermindern einer in der Schaltung gleichgerichteten Gleichspannung
und zum Wandeln derselben zu einer Gleichspannung mit einem gewünschten Potential
usw. Als Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler wird zum Beispiel eine
schaltende Stromversorgungsvorrichtung verwendet, in der ein durch
eine primäre Wicklung des Spannungswandlers fließender
Strom schaltend gesteuert wird, wodurch eine in einer sekundären
Wicklung induzierte Spannung gesteuert werden kann.
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Weil
eine Miniaturisierung und eine kostengünstige Produktion
von Netzteilen erwünscht sind, ist es wichtig, die Anzahl
der Montageteile zu reduzieren. Aus diesem Grund wurde ein Steuer-IC
zum Steuern eines Strom an der primären Wicklung anlegenden
Schalttransistors entwickelt. Weil ein herkömmlicher Schaltsteuer-IC
eine relativ große Anzahl von externen Elementen wie etwa
einen Photokoppler für die Rückkopplung einer
Ausgangsspannung der sekundären Wicklung zu dem Steuer-IC, Kondensatoren
und Widerstände umfasst, wurde ein Schaltungsaufbau zum
Integrieren von externen Elementen in den IC und zum Reduzieren
der Anzahl der externen Elemente entwickelt.
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Zum
Beispiel gibt die Erfindung mit der internationalen Veröffentlichungsnummer
WO2004-082119 (Patentdokument
1) einen Schaltregler an, der keinen Photokoppler oder sekundären Steuer-IC
benötigt.
5 zeigt den gesamten Aufbau
des in dem Patentdokument 1 angegebenen Schaltreglers,
6 zeigt
den Aufbau einer Konfigurationsbeispiels für eine Trigger-Steuerschaltung,
die eine Anschlussspannung einer primären Hilfswicklung
erfasst, um eine Abtastzeit vorzugeben, und
7 zeigt
Wellenmuster eines Signals und einer Spannung in dem Regler. Die
Trigger-Schaltung von
6 ist in dem Steuer-IC
100 von
5 enthalten.
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In
dem in dem Patentdokument 1 angegebenen Schaltregler von 6 wird
eine Änderung einer Anschlussspannung Vb (nachfolgend als
Hilfswicklungsspannung bezeichnet) einer Hilfswicklung Nb durch
Vergleicher CP1, C22 erfasst, um Signale Vg, Vd zum Steuern von
Schaltern S1–S4 für das Laden und Entladen von
Kondensatoren C1, C2 zu erzeugen, wobei eine Logikschaltung einschließlich
von Flip-Flops FF1, FF2 und Logikgattern LG1, LG2 verwendet wird,
um auf der Basis der Signale Vg, Vd den Zeitpunkt zu erfassen, zu
dem die Kondensatoren C1, C2 einen gleichen Wert annehmen, und um Abtasthaltesignale
S&H zu diesem
Zeitpunkt zu erzeugen. Der Zeitpunkt zum Erzeugen der Abtasthaltesignale
S&H liegt wie
in 7 gezeigt an einem Zeitpunkt Ps von zwei Dritteln
der Spannungszeitdauer Th der Hilfswicklungsspannung Vb, und weil dieser
Zeitpunkt nahe an einem Zeitpunkt liegt, zu dem ein durch eine sekundäre
Diode oder eine sekundäre Wicklung fließender
Strom zu Null geht, kann eine Steuerung mit einer relativ hohen
Genauigkeit durchgeführt werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Problemstellung der Erfindung
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Wie
jedoch in 8 gezeigt, ändert sich
der von einer sekundären Wicklung Ns zu einer Gleichrichterdiode
Dr fließende Strom und reduziert sich allmählich
während der Spannungszeitdauer Th der Hilfswicklungsspannung
Vb. Obwohl also der Zeitpunkt Ps von zwei Dritteln der Spannungszeitdauer Th
der Hilfswicklungsspannung Vb nahe an dem Zeitpunkt ist, zu dem
der durch die Diode fließende Strom zu null geht, ist der
Zeitpunkt Ps kein Zeitpunkt, zudem der Strom exakt gleich Null ist.
Außerdem weisen die Dioden eine relativ große
Kennlinienvariation auf.
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Wenn
also die Spannung zu einem Zeitpunkt abgetastet wird, zu dem der
durch die Diode fließende Strom nicht gleich null ist,
ist es schwierig, die Spannung korrekt zu erfassen, wobei die Erfassungsgenauigkeit
schlecht wird, weil die abgetastete Spannung dem Effekt der Kennlinienvariation
der Dioden unterliegt. Insbesondere wird eine Ausgangsspannung Vout
in dem Schaltregler von 5 durch die folgende Gleichung
(1) wiedergegeben, wenn das Wicklungsverhältnis zwischen
der sekundären Wicklung und der primären Wicklung
gleich Ns/Nb ist und die Vorwärtsspannung der Gleichrichterdiode
Dr auf der sekundären Seite gleich VF ist. Vout = Vb(Ns/Nb) – VF (1)
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Aus
der Gleichung (1) geht hervor, dass die Ausgangsspannung Vout aufgrund
einer Variation der Vorwärtsspannung VF der Diode variiert.
Außerdem geht aus der Gleichung (1) hervor, dass die abgetastete
Spannung nicht durch die Kennlinienvariation der Dioden beeinflusst
wird, wenn die Hilfswicklungsspannung Vb zu dem Zeitpunkt abgetastet
wird, zu dem VF zu null geht, d. h. wenn der durch die Diode fließende
Strom zu null geht.
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Weil
der Schaltregler des Patentdokuments 1 ein System verwendet, in
dem der Zeitpunkt von ungefähr zwei Dritteln der Spannungszeitdauer
Th der Hilfswicklungsspannung Vb in Abhängigkeit von Bedingungen
wie etwa der Last variiert, und das Abtasten in dem nächsten
Zyklus zu einem Abtastungszeitpunkt durchgeführt wird,
der auf der Basis eines Erfassungsergebnisses in dem vorausgehenden
Zyklus bestimmt wird, ergibt sich das Problem, dass die relativen
Zeitpunkte variieren, wenn die Ausgangsspannung aufgrund einer Variation
der Last variiert, sodass es schwierig wird, die Spannung genau
zu erfassen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine schaltende Stromversorgungsvorrichtung einschließlich
eines Spannungswandlers anzugeben, wobei eine Anschlussspannung
einer Hilfswicklung an einem Zeitpunkt nahe zu dem Zeitpunkt abgetastet
werden kann, zu dem der durch eine Gleichrichterdiode auf der sekundären
Seite fließende Strom zu null geht, sodass eine Steuerung
der Ausgangsspannung mit großer Genauigkeit durchgeführt werden
kann.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine schaltende
Stromversorgungsvorrichtung anzugeben, die eine genaue Abtastung
mit wenigen Fehlern auch dann durchführen kann, wenn die
Ausgangsspannung variiert, sodass eine Steuerung der Ausgangsspannung
mit einer großen Genauigkeit durchgeführt werden
kann.
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Problemlösung
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Um
die oben genannten Aufgaben zu lösen, umfasst die vorliegende
Erfindung: einen Spannungswandler mit einer Hilfswicklung auf einer
primären Seite; einen Schalttransistor, der mit einer primären
Wicklung des Wandlers verbunden ist; eine Schaltsteuerschaltung
zum Empfangen einer Anschlussspannung der Hilfswicklung, um ein
Signal zum Steuern des Ein-/Ausschaltens des Schalttransistors auszugeben;
eine Gleichrichterdiode, die mit einer sekundären Wicklung
des Wandlers verbunden ist; und einen Ausgabeglättungskondensator,
der auf der sekundären Seite des Wandlers vorgesehen ist; wobei
die Schaltsteuerschaltung eine Erfassungsschaltung umfasst, um eine
Abfallflanke der Anschlussspannung der Hilfswicklung zu erfassen,
und wobei der Schalttransistor auf der Basis der Anschlussspannung
der Hilfswicklung zu dem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Zeitpunkt
gesteuert wird, zu dem der durch die Gleichrichterdiode fließende
Strom zu null geht, wobei die Anschlussspannung auf der Basis einer
Erfassungszeit der Erfassungsschaltung erhalten wird.
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Der
Erfassungsabschnitt umfasst eine Differenzierungsschaltung und ist
konfiguriert, um eine Abfallflanke der Anschlussspannung der Hilfswicklung
durch die Differenzierungsschaltung zu erfassen. Weiterhin sind
ein Halteabschnitt zum Halten der Anschlussspannung der Hilfswicklung
zu dem Zeitpunkt unmittelbar vor einer Abfallflanke und eine Abtasthalteschaltung
zum Durchführen einer Abtastung der durch den Halteabschnitt
gehaltenen Spannung auf der Basis einer Erfassungsausgabe der Erfassungsschaltung
vorgesehen, wobei die Abtastungshalteschaltung derart konfiguriert
ist, dass sie umfasst: eine erste Abtasthalteschaltung zum Durchführen
eines Abtastens einer Spannung in Abhängigkeit von der
Anschlussspannung der Hilfswicklung auf der Basis eines Oszillationssignals
mit einer vorbestimmten Frequenz; und eine zweite Abtasthalteschaltung
zum Durchführen eines Abtastens der durch die erste Abtasthalteschaltung
gehaltenen Spannung auf der Basis einer Erfassungsausgabe der Erfassungsschaltung.
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Weiterhin
umfasst die zweite Abtasthalteschaltung: einen ersten Abtasthalteabschnitt
zum Durchführen eines Abtastens der gehaltenen Spannung
der ersten Abtasthalterschaltung; und einen zweiten Abtasthalteabschnitt
zum Durchführen eines Abtastens der gehaltenen Spannung
der ersten Abtasthalteschaltung; wobei der erste Abtasthalteabschnitt
und der zweite Abtasthalteabschnitt konfiguriert sind, um eine Abtastung
der durch die erste Abtasthalteschaltung gehaltenen Spannung alternierend
in jeder Periode auf der Basis einer Erfassungsausgabe der Erfassungsschaltung
durchzuführen.
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Mit
der oben beschriebenen Konfiguration kann die Anschlussspannung
der Hilfswicklung zu dem Zeitpunkt abgetastet werden, unmittelbar
bevor der durch die Gleichrichterdiode auf der sekundären Seite
fließende Strom zu null geht. Und auch wenn eine Ausgangsspannung
fluktuiert, kann eine genaue Abtastung mit wenigen Fehlern durchgeführt
werden. Daraus resultiert, dass eine genaue Spannung erfasst wird,
die nicht durch eine Vorwärtsspannung der sekundären
Diode oder eine Kennlinienvariation der Elemente beeinflusst wird.
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Effekte der Erfindung
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann in der schaltenden Stromversorgungsvorrichtung
einschließlich des Spannungswandlers die Anschlussspannung
der Hilfswicklung zu einem Zeitpunkt abgetastet werden, der dem
Zeitpunkt nahe ist, zu dem der durch die Gleichrichterdiode auf
der sekundären Seite fließende Strom zu null geht,
wodurch der Vorteil erzielt wird, dass eine Ausgangsspannungssteuerung
mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann und dass
eine kostengünstige Herstellung einer Stromversorgungsvorrichtung
realisiert werden kann, weil nur wenige externe Teile wie etwa ein
Photokoppler für eine Rückkopplung der Ausgangsspannung
erforderlich sind.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schaltdiagramm einer Konfiguration einer schaltenden Stromversorgungsvorrichtung
gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein Zeitdiagramm, das Änderungen der Signale und Spannungen
im Inneren der Schaltung von 1 zeigt
und eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Zeitdauer
des Zeitdiagramms von 3. ist.
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3 ist
ein Zeitdiagramm, das Änderungen von Signalen und Spannungen
im Inneren der Schaltung von 1 zeigt.
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4 ist
ein Schaltdiagramm, das eine schaltende Stromversorgungsvorrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist
ein Schaltdiagramm, das die gesamte Konfiguration eines Schaltreglers
gemäß dem Patentdokument 1 zeigt.
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6 ist
ein Schaltdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Trigger-Steuerschaltung zeigt,
die eine Anschlussspannung einer primären Hilfswicklung
erfasst, um einen Abtastungszeitpunkt in der Schaltung von 5 vorzusehen.
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7 ist
ein Zeitdiagramm, das Änderungen von Signalen und Spannungen
im Inneren des Reglers von 5 zeigt.
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8 ist
ein Zeitdiagramm, das Änderungen der Hilfswicklungsspannung
in dem Regler sowie Änderungen des Stroms in einer sekundären
Diode von 5 zeigt.
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9 ist
ein Schaltdiagramm, das eine Konfiguration einer schaltende Stromversorgungsvorrichtung
gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
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10 ist
ein Schaltdiagramm, das spezifische Schaltungsbeispiele einer Oszillationssignal-Anstiegsflanken-Erfassungsschaltung
und einer Oszillationssignal-Abfallflanken-Erfassungsschaltung zeigt.
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11 ist
ein Zeitdiagramm, das Änderungen der Hilfswicklungsspannung
Vb, ein Erfassungssignal in einem Abfallflanken-Erfassungsabschnitt, ein
Ausgabesignal eines Oszillators und Abtastungssignale S&H1, S&H2 zeigt.
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12(a) zeigt ein Beispiel für
die Änderungen von Signalen und Spannungen in jedem Abschnitt
der schaltenden Stromversorgungsvorrichtung gemäß der
zweiten Ausführungsform, und 12(b) zeigt
ein Beispiel für die Änderungen von Signalen und
Spannungen in jedem Abschnitt der schaltenden Stromversorgungsvorrichtung
gemäß der dritten Ausführungsform.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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<Ausführungsform
1>
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1 ist
ein Schaltdiagramm, das eine Konfiguration einer schaltenden Stromversorgungsvorrichtung
gemäß der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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Eine
schaltende Stromversorgungsvorrichtung 10 gemäß dieser
Ausführungsform umfasst: eine Diodenbrückenschaltung
zum Gleichrichten einer Wechselspannung zu einer Gleichspannung
und einen Glättungskondensator C1; einen Wandler T1 mit
einer primären Wicklung Np, einer Hilfswicklung Nb und
einer sekundären Wicklung Ns; einen Schalttransistor Tr0,
der mit der primären Wicklung Np des Transistors T1 in
Reihe verbunden ist; Widerstände R1, R2 zum Teilen einer
Anschlussspannung der Hilfswicklung Nb; eine Schaltsteuerschaltung 12 zum Betreiben
des Schalttransistors Tr0 in Abhängigkeit von einer durch
die Widerstände R1, R2 geteilten Rückkopplungsspannung
VFB. Die Schaltsteuerschaltung 12 ist zum Beispiel auf
einem Halbleiterchip wie etwa einem Einkristall-Siliciumsubstrat
als integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet.
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Eine
Gleichrichterdiode D1, die in Reihe mit der sekundären
Wicklung Ns verbunden ist, und ein Glättungskondensator
C2, der zwischen einem Kathodenanschluss der Gleichrichterdiode
D1 und dem anderen Anschluss der sekundären Wicklung Ns
verbunden ist, sind auf einer sekundären Seite des Transformators
T1 platziert, um einen Wechselstrom in der sekundären Wicklung
Ns gleichzurichten und zu glätten, indem sie intermittierend
Strom an der primären Wicklung Np anlegen, um eine Gleichspannung
Vout in Abhängigkeit von einem Wicklungsverhältnis
zwischen der primären Wicklung Np und der sekundären
Wicklung Ns auszugeben.
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Die
Schaltsteuerschaltung 12 umfasst: einen Abfallflanken-Erfassungsabschnitt 12A zum
Erfassen einer Abfallflanke der Hilfswicklungsspannung Vb durch Überwachen
der, Rückkopplungsspannung VFB; einen Abtastungshalteabschnitt 12B der
ersten Stufe, um die Rückkopplungsspannung VFB in einer vorbestimmten
Periode abzutasten; einen Abtastungshalteabschnitt 12c einer
zweiten Stufe, der zwei Abtastungsschaltungen umfasst, um die abgetastete Spannung
alternierend in jeder Periode abzutasten; einen Signalschaltabschnitt 12D zum
Auswählen der Spannung der Abtastungsschaltung in einem
Haltezustand aus den zwei Abtastungsschaltungen, um die Spannung
als ein Fehlersignal auszugeben; eine Fehlerverstärkungsschaltung 12E zum
Verstärken einer Potentialdifferenz zwischen dem Fehlersignal und
einer vorbestimmten Bezugsspannung Vref2; und einen Betriebspuls-Erzeugungsabschnitt 12F zum
Erzeugen eines Schaltpulses, der den Schalttransistor Tr0 in Abhängigkeit
von einer Ausgabe der Fehlerverstärkungsschaltung 12E ein-/ausschaltet.
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Der
Betriebspuls-Erzeugungsabschnitt 12F umfasst: einen Oszillator
OSC2 zum Erzeugen einer Dreieckswelle mit einer vorbestimmten Frequenz;
einen Vergleicher CMP2 zum Vergleichen einer Ausgabe des Oszillators
OSC2 mit eine Ausgabe der Fehlerverstärkungsschaltung 12E;
eine Einfachpuls-Erzeugungsschaltung, die einen Wechselrichter G1, eine
CR- Zeitkonstantenschaltung einschließlich eines Widerstands
R3 und eines Kondensators C3 und ein UND-Gatter G2 umfasst, um eine Änderung
in einer Ausgabe des Vergleichers CPM1 zu erfassen und einen Puls
zu erzeugen; ein Flip-Flop FF3, das durch den erzeugten Puls gesetzt
wird; und einen Vergleicher CPM3 zum Vergleichen einer Emitterspannung
des Schalttransistors Tr0 mit einer vorbestimmten Bezugsspannung
Vref3. Eine Ausgabe des Vergleichers CPM3 wird in einen Rücksetzanschluss des
Flip-Flop FF3 eingegeben.
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Wenn
das Flip-Flop FF3 durch eine Ausgabe des UND-Gatters G2 gesetzt
wird, wird der Schalttransistor Tr0 eingeschaltet, sodass Strom
durch die primäre Wicklung Np fließt. Und wenn
das Flip-Flop FF3 durch eine Ausgabe des Vergleichers CPM2 zurückgesetzt
wird, wird der Schalttransistor Tr0 ausgeschaltet, sodass der Strom
der primären Wicklung Np unterbrochen wird. Indem die vorstehende
Operation wiederholt wird, fließt ein intermittierender
Strom durch die primäre Wicklung Np. Dabei wird ein Betriebspuls
des Transistors Tr0 derart gesteuert, dass wenn die Rückkopplungsspannung
VFB niedrig ist, der Zeitpunkt, zu dem der Schalttransistor Trß von
einem Aus-Zustand zu einem Ein-Zustand wechselt, beschleunigt wird,
um einen längeren Ein-Zustand vorzusehen, und wenn die
Rückkopplungsspannung VFB hoch ist, der Zeitpunkt, zu dem
der Schalttransistor Tr0 von einem Aus-Zustand zu einem Ein-Zustand
wechselt, verzögert wird, um einen kürzeren Ein-Zustand
vorzusehen, sodass eine Ausgangsspannung Vout mit einem vorbestimmten
Pegel auf der sekundären Seite des Wandlers T1 erzeugt
wird. Weil die Konfiguration und der Betrieb des Betriebspuls-Erzeugungsabschnitts 12F aus
dem Stand der Technik bekannt sind, wird hier auf eine ausführlichere
Erläuterung derselben verzichtet.
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Der
Abfallflanken-Erfassungsabschnitt 12A umfasst: eine Abfallflanken-Erfassungsschaltung
DIF einschließlich einer Differenzierungsschaltung zum Erfassen
einer Abfallflanke der Rückkopplungsspannung VFB, d. h.
einer Abfallflanke der Hilfswicklungsspannung Vb usw.; einen Vergleicher
CMP1 zum Vergleichen eines Erfassungssignals der Differenzierungsschaltung
mit einer vorbestimmten Bezugsspannung Vref1; ein Flip-Flop FF1
des Kipptyps zum Invertieren einer Ausgabe durch die Ausgaben des Vergleichers;
und eine Zenerdiode Dz, die in einer Rückwärtsrichtung
zwischen einem Ausgangsanschluss des Vergleichers CMP1 und einem
Erdungspunkt verbunden ist. Die Diode Dz kann zwischen der Abfallflanken-Erfassungsschaltung
DIF und dem Vergleicher CMP1 verbunden werden.
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Der
Abtastungshalteabschnitt 12B der ersten Stufe umfasst:
einen Oszillator OSC1; ein Schaltelement SW1, das durch das Oszillationssignal ein-/ausgeschaltet
wird; und einen Abtastungskondensator Cs1 zum Annehmen der Rückkopplungsspannung
VFB während der Ein-Zustandszeit des Schaltelements SW1.
In dieser Ausführungsform ist eine Oszillationsfrequenz
(zum Beispiel 1 MHz) des Oszillators OSC1 ungefähr zehn
Mal höher als eine Oszillationsfrequenz (zum Beispiel 100
kHz) des Oszillators OSC2 des Betriebspuls-Erzeugungsabschnitts 12F,
wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Indem die Oszillationsfrequenz des Oszillators OSC1 vorzugsweise
mindestens fünf Mal höher, noch besser mindestens
zehn Mal höher und am besten mindestens zwanzig Mal höher
als die Oszillationsfrequenz OSC2 vorgesehen wird, kann die Spannung
einfach an einem Zeitpunkt abgetastet werden, der dem Zeitpunkt,
zu dem der durch die Diode fließende Strom zu null geht,
näher ist als der Zeitpunkt von zwei Dritteln der Spannungszeitdauer Th
der Hilfswicklungsspannung Vb.
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Der
Abtastungshalteabschnitt 12C der zweiten Stufe umfasst
Schaltelemente SW2, SW3, die mit einem Ausgangsknoten N1 des Abtastungshalteabschnitts 12B der
ersten Stufe verbunden sind; einen Abtastungskondensator Cs2, der
ein Ausgangspotential des Abtastungshalteabschnitts 12B der
zweiten Stufe während einer Ein-Zustandszeit des Schaltelements
SW2 aufnimmt; und einen Abtastungskondensator Cs3, der ein Ausgangspotential
des Abtastungshalteabschnitts 12B der ersten Stufe während der
Einschaltzeit des Schaltelements SW3 aufnimmt. Die Schaltelemente
SW2, SW3 werden durch die Ausgaben Q, Q des
Flip-Flops FF1 des Abfallflanken-Erfassungsabschnitts 12A alternierend
jedes Mal eingeschaltet, wenn eine Anstiegsflanke eines Wellenmusters
erfasst wird, wobei sie gesteuert werden, um Haltepotentiale des
Abtastungshalteabschnitts 12B der ersten Stufe während
einer Ein-Zustandszeit der Schaltelemente SW2, SW3 alternierend
in die Abtastungskondensatoren Cs2, Cs3 aufzunehmen. Q ist ein Signal mit einer zu Q umgekehrten
Phase.
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Der
Signalschaltabschnitt 13D umfasst Schaltelemente SW4, SW5,
die zwischen den Abtastungskondensatoren Cs2, Cs3 und einem Ausgangsknoten
N4 verbunden sind. Das Schaltelement SW5 wird durch eine Ausgabe
Q des Flip-Flops FF1 des Abfallflanken-Erfassungsabschnitts 12A ein-/ausgeschaltet,
und das Schaltelement SW4 wird durch ein Umkehrsignal der Ausgabe
Q ein-/ausgeschaltet. Mit anderen Worten wird SW4 komplementär
zu SW2 ein-/ausgeschaltet, während SW5 komplementär
zu SW3 ein-/ausgeschaltet wird. Deshalb kann der Signalschaltabschnitt 12D alternierend
die Spannung in der Zeit, zu der sich der Abtastungskondensator
Cs2 nach dem Aufnehmen des Ausgangspotentials des Abtastungshalteabschnitts 12B der
ersten Stufe in einem Haltezustand befindet, und die Spannung in
der Zeit ausgeben, zu der sich der Abtastungskondensator Cs3 nach
dem Aufnehmen des Ausgangspotentials des Abtastungshalteabschnitts 12B der
ersten Stufe in einem Haltezustand befindet.
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Im
Folgenden wird der Betrieb eines Teils von dem Abfallflanken-Erfassungsabschnitt 12A zu dem
Signalschaltabschnitt 12D mit Bezug auf 2 und 3 erläutert. 2 und 3 sind
Zeitdiagramme, die Änderungen in den Signalen und Spannungen
im Inneren der Schaltung von 1 zeigen, und 2 ist
eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Zeitperiode
des Zeitdiagramms von 3.
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In 2 gibt
(A) die Rückkopplungsspannung VFB, d. h. die Hilfswicklungsspannung
Vb wieder, gibt (B) eine Ausgabe des Oszillators OSC1 in dem Abtastungshalteabschnitt 12B der
ersten Stufe wieder, gib (C) den durch die sekundäre Diode
D1 fließenden Strom Id wieder und gibt (D) ein Abtastungshaltesignal
Vs&H0 wieder,
das von dem Abtastungshalteabschnitt 12B der ersten Stufe
zu dem Abtastungshalteabschnitt 12C der zweiten Stufe gegeben
wird.
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In 3 gibt
(A) die Rückkopplungsspannung VFB, d. h. die Hilfswicklungsspannung
Vb wieder, gibt (B) den durch die sekundäre Diode D1 fließenden
Strom wieder, gibt (C) die Ausgabe Q des Flip-Flop FF1 wieder, die
von dem Abfallflanken-Erfassungsabschnitt 12A zu dem Abtastungshalteabschnitt 12C der
zweiten Stufe als Abtast-/Haltesteuersignal SHC zugeführt
wird, und geben (D) und (E) Abtastungshaltesignale VS&H1, VS&H2 wieder, die von
dem Abtastungshalteabschnitt 12C zu dem Signalschaltabschnitt 12D gegeben
werden. In 2 und 3 ist Hilfswicklungsspannung
Vb vereinfacht dargestellt.
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In
der Schaltsteuerschaltung 12 gemäß der Ausführungsform
von 1 wird wie in 2 gezeigt das
Schaltelement SW1 in dem Abtastungshalteabschnitt 12B der
ersten Stufe zu einem Abfallzeitpunkt t1 einer Ausgabe des Oszillators
OSC1 ausgeschaltet, wobei dann die unmittelbar vorausgehende Spannung
des Abtastungskondensators Cs1 gehalten wird. Der Zeitpunkt t1 liegt
unmittelbar vor dem Zeitpunkt t2, zu dem die Hilfswicklungsspannung
Vb steigt und gleichzeitig der durch die sekundäre Diode D1
fließende Strom Id zu null geht. Das Schaltelement SW1
wird vorzugsweise durch ein Durchlassgatter gebildet, in dem ein
P-Kanal-MOSFET und ein N-Kanal-MOSFET parallel verbunden sind, wenn
ein MOSFET als Transistor für die Schaltsteuerschaltung 12 verwendet
wird oder wenn mit anderen Worten die Schaltsteuerschaltung 12 als
eine integrierte CMOS-Schaltung ausgebildet ist, um eine Reduktion der
zu übertragende Spannung zu vermeiden.
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Die
Haltespannung des Abtastungskondensators Cs1 wird alternierend abgetastet
und durch die Abtastungskondensatoren Cs2, Cs3 gehalten, indem die
Schaltelemente SW2 SW3 des Abtastungshalteabschnitts 12C der
zweiten Stufe alternierend zu den Zeitpunkten t21, t22 ... (siehe 3)
ein-/ausgeschaltet werden, zu denen die Ausgabe Q des Flip-Flop
FF1 des Abfallflanken-Erfassungsabschnitts 12A, d. h. das
Abtastungs-/Haltesteuersignal SHC wechselt, wobei dann die Spannung
während einer Periode des Haltezustands durch den Signalschaltabschnitt 12D zu
der Fehlerverstärkungsschaltung 12E gegeben wird.
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Vorzugsweise
sollte die Spannung Vb zu dem Zeitpunkt der Abfallflanke der Hilfswicklungsspannung
Vb abgetastet und zu der Fehlerverstärkungsschaltung 12E gegeben
werden, aber wenn eine Abfallflanke der Hilfswicklungsspannung Vb durch
die Differenzierungsschaltung erfasst wird und zu einem Abtastungszeitpunkt
gemacht wird, wird die Abtastungsoperation wegen der Schaltungsverzögerung
verzögert und kann die Abtastung nicht zu dem Zeitpunkt
durchgeführt werden, zu dem der durch die sekundäre
Diode D1 fließende Strom zu null geht. Weil also in dem
Schaltregler gemäß dieser Ausführungsform
eine Verzögerung in der Abtastung der Hilfswicklungsspannung
Vb aufgrund der Ausgabe des Oszillators OSC1 in dem Abtastungshalteabschnitt 12B der
ersten Stufe auftritt und diese in dem Abtastungshalteabschnitt 12C der
zweiten Stufe zu dem Zeitpunkt abgetastet wird, zu dem die Abfallflanke
der Hilfswicklungsspannung Vb erfasst wird, kann die Abtastung ohne
wesentliche Zeitverzögerung auch dann durchgeführt
werden, wenn ein Abtastungssignal SHC verzögert ist.
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<Ausführungsform
2>
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4 ist
ein Schaltdiagramm, das eine Konfiguration einer schaltenden Stromversorgungsvorrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Die
schaltende Stromversorgungsvorrichtung 10 gemäß dieser
Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, in der die
Diodenbrückenschaltung weggelassen ist, sodass der Gleichstrom
direkt ausgegeben wird, wobei zwei Systeme mit jeweils einem Abtastungshalteabschnitt 12B der
ersten Stufe, einem Abtastungshalteabschnitt 12C der zweiten
Stufe und einem Signalschaltabschnitt 12D vorgesehen sind.
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Wenn
in der Ausführungsform von 1 die Spannung
der Rückkopplungsspannung VFB geändert wird, wird
auch das Leitungsverhältnis des Schaltelements SW1 geändert.
Es ist deshalb möglich, dass die Rückkopplungsspannung
VFB nicht durch den OSC1 verzögert werden kann oder mit
anderen Worten der Wert der Hilfswicklungsspannung zu dem Zeitpunkt
unmittelbar vor einer Abfallflanke von VFB nicht gehalten werden
kann. Mit anderen Worten kann der Spannungswert mitten während
des Falls der Hilfswicklungsspannung oder der Spannungswert nach
dem Fallen der Hilfswickelspannung gehalten werden. Deshalb sieht
die vorliegende Ausführungsform zwei Systeme vor, die jeweils
einen Abtastungshalteabschnitt 12B der ersten Stufe, einen Abtastungshalteabschnitt 12C der
zweiten Stufe und einen Signalschaltabschnitt 12D umfassen,
wobei eines der beiden Systeme mit einem normalen Phasensignal aus
dem OSC1 betrieben wird und das andere der beiden Systeme mit einem
umgekehrten Phasensignal aus dem OSC1 betrieben wird. Also auch
wenn eine (SW2a, Cs2a, SW3a, Cs3a) der Abtastungshalteschaltungen
des Abtastungshalteabschnitts 12C der zweiten Stufe einen
gewünschten Spannungswert nicht halten kann, kann die andere (SW2b,
Cs2b, SW3b, Cs3b) der Abtastungshalteschaltungen des Abtastungshalteabschnitts 12C der zweiten
Stufe einen gewünschten Spannungswert halten.
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Außerdem
umfasst der Signalschaltabschnitt 12D: Schaltelemente SW4a,
SW5a und SW4b, SW5b zum Auswählen der in den beiden Systemen gehaltenen
Spannung; einen Vergleicher CMP5 zum Vergleichen der gehaltenen
Spannungen der zwei Systeme; und Schaltelemente SW6, SW7 zum Auswählen
anhand der Ausgabe, welche der in den zwei Systemen abgetasteten
Spannungen als Eingabesignal in die Fehlerverstärkungsschaltung 12E in
einem folgenden Teil eingegeben wird. Weil der Spannungswert des
Systems, das den Spannungswert zu dem Zeitpunkt unmittelbar vor
der Abfallflanke der Hilfswicklungsspannung halten kann, höher
ist, ist ein Mechanismus vorgesehen, in dem der Vergleicher CPM5
den Zustand prüft, um die Schaltelemente SW6, SW7 zu schalten.
Deshalb kann der Wert zu dem Zeitpunkt gehalten werden, unmittelbar
bevor eine Abfallflanke (sekundärer Diodenstrom) der Hilfswicklungsspannung
zu null geht, sodass eine genaue Konstantspannungssteuerung realisiert
werden kann, indem eine Rückkopplungssteuerung auf der Basis
des Werts durchgeführt werden kann.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Abtastungshalteabschnitt 12B,
der ein Abtasten der Rückkopplungsspannung (Hilfswicklungsspannung)
durch ein vorbestimmtes Oszillationssignal durchführt,
in der Stufe vor dem Abtastungshalteabschnitt 12C vorgesehen,
wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist,
sondern auch auf andere Weise konfiguriert sein kann, um Spannungswellenmuster
zu dem Zeitpunkt unmittelbar vor einer Abfallflanke der Hilfswicklungsspannung
zu halten, wobei etwa eine Halteschaltung vorgesehen sein kann,
die durch eine Kaskadenverbindung von Pufferverstärkern
gebildet wird. Weiterhin wird in der oben beschriebenen Ausführungsform
die durch das Teilen der Hilfswickelspannung Vb mittels Widerständen
erhaltene Spannung als Rückkopplungsspannung verwendet,
wobei die Hilfswickelspannung Vb aber auch ohne Änderung
als Rückkopplungsspannung verwendet werden.
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Weiterhin
weisen in der ersten Ausführungsform der Abtastungshalteabschnitt 12B und
der Betriebspuls-Erzeugungsabschnitt 12F jeweils Oszillatoren
OSC1, OSC2 auf, wobei aber anstelle des Oszillators OSC2 auch ein
Frequenzteiler vorgesehen sein kann, sodass ein in dem Oszillator
OSC1 erzeugtes Signal für die Verwendung geteilt wird.
Außerdem wird in der ersten und in der zweiten Ausführungsform
der Schalttransistor Tr0 durch ein äußeres Element
gebildet, wobei aber auch ein auf dem Halbleiterchip der Schaltsteuerschaltung 12 ausgebildetes
Element verwendet werden kann.
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<Ausführungsform
3>
-
Im
Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der schaltenden
Stromversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben. In der schaltenden Stromversorgungsvorrichtung
gemäß der zweiten Ausführungsform führen
die Abtastungsschaltelemente SW1a, SW1b des Abtastungshalteabschnitts 12B der
ersten Stufe alternierende Abtastungs- und Halteoperationen durch,
indem sie eine Ausgabe aus dem Oszillator OSC1 und ein umgekehrtes
Signal der Ausgabe (jeweils mit einem Betriebsverhältnis
von 50%) als Signal für das Ein-/Ausschalten der Schaltelemente
SW1a, SW1b verwenden.
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In
dem vorstehenden Fall ist die Pulsbreite des Abtastungshalte-Steuersignals
relativ breit. Wenn also ein Haltezeitpunkt aufgrund des Abfalls
eines Steuersignals in einer Periode von dem Beginn des Abfalls
der Hilfswicklungsspannung Vb bis zu der Erzeugung des Erfassungssignals
des Abfallflanken-Erfassungsabschnitts 12A eintritt, wird
eine Spannung mitten während des Abfalls und einer wesentlichen Änderung
gehalten, sodass eine stabile Ausgangsspannungssteuerung schwierig
wird. Es ist deshalb eine Aufgabe der dritten Ausführungsform, die
oben geschilderten Probleme zu verhindern und eine stabile Ausgangsspannungssteuerung
zu ermöglichen. Die dritte Ausführungsform wird
im Folgenden mit Bezug auf 9 beschrieben.
-
9 ist
ein Schaltdiagramm, das eine Konfiguration einer schaltenden Stromversorgungsvorrichtung
gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. Die
schaltende Stromversorgungsvorrichtung dieser Ausführungsform
weist beinahe die gleiche Konfiguration auf wie die schaltende Stromversorgungsvorrichtung
der zweiten Ausführungsform von 4. Der Unterschied
zu der, schaltenden Stromversorgungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform
von 4 besteht darin, dass eine Anstiegsflanken- Erfassungsschaltung 13a zum
Erfassen einer Anstiegsflanke einer Ausgabe aus dem OSC1 und eine
Abfallflanken-Erfassungsschaltung 13b zum Erfassen einer
Abfallflanke einer Ausgabe des OSC1 in der Schaltung vorgesehen
sind, die die Abtastungssignale S&H1,
S&H2 zum Ein-/Ausschalten
der Abtastschaltelemente SW1a, SW1b des Abtastungshalteabschnitts 12B der
ersten Stufe erzeugt, anstatt dass eine Ausgabe des OSC1 verwendet
wird. Die Abtastungssignal-Erzeugungsschaltung ist nicht auf die Anstiegsflanken-Erfassungsschaltung 13a und
die Abfallflanken-Erfassungsschaltung 13b beschränkt, sondern
es kann auch ein Signal verwendet werden, das eine weiter unten
genannte Anforderung erfüllt.
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10 zeigt
spezifische Schaltungsbeispiele der Anstiegsflanken-Erfassungsschaltung 13a und der
Abfallflanken-Erfassungsschaltung 13b.
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In
dieser Ausführungsform umfasst der Anstiegsflanken-Erfassungsabschnitt 13:
eine Verzögerungsschaltung DLY1 zum Verzögern
einer Ausgabe des Oszillators OSC1, in der eine ungerade Anzahl von
Wechselrichtern und eine RC-Zeitkonstantenschaltung in Reihe verbunden
sind; und eine UND-Gatterschaltung G1 zum Empfangen einer Ausgabe
aus dem Oszillator OSC1 und eines verzögerten Signals der
Verzögerungsschaltung DKY1. Die Abfallflanken-Erfassungsschaltung 13b umfasst:
einen Wechselrichter der ersten Stufe zum Wechselrichten einer Ausgabe
des Oszillators OSC1; eine Verzögerungsschaltung DLY2,
in der eine ungerade Anzahl von Wechselrichtern und eine RC-Zeitkonstantenschaltung
in Reihe verbunden sind; und eine UND-Gatterschaltung G2 zum Empfangen
einer Ausgabe des Wechselrichters der ersten Stufe und eines verzögerten
Signals der Verzögerungsschaltung DLY2.
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Der
Anstiegsflanken-Erfassungsabschnitt 13a und der Abfallflanken-Erfassungsabschnitt 13b sind
Einfachpuls-Erzeugungsschaltungen, wobei der Anstiegsflanken-Erfassungsabschnitt 13a ein
Anstiegsflanken-Erfassungssignal mit einer Pulsbreite, die mit einer
Anstiegsflanke eines Ausgabesignals des Oszillators OSC1 synchronisiert
ist und einer Verzögerungszeit td1 der Verzögerungsschaltung DLY1
entspricht, als Abtastungssignal S&H1 erzeugt. Die Abfallflanken-Erfassungsschaltung 13b erzeugt ein
Abfallflanken-Erfassungssignal mit einer Pulsbreite, die mit einer
Abfallflanke eines Ausgabesignals des Oszillators OSC1 synchronisiert
ist und einer Verzögerungszeit td2 der Verzögerungsschaltung
DLY2 entspricht, als Abtastungssignal S&H2. Der Anstiegsflanken-Erfassungsabschnitt 13a und der
Abfallflanken-Erfassungsabschnitt 13b können als
Schaltungen vorgesehen sein, deren Verzögerungszeiten unter
Verwendung eines externen Elements wie etwa eines Widerstands oder
eines Kondensators in den Verzögerungsschaltungen DLY1, DLY2
des Anstiegsflanken-Erfassungsabschnitts 13a und des Abfallflanken-Erfassungsabschnitts 13b eingestellt
werden können, wobei der Widerstandswert und der Kapazitätswert
aber auch variabel sein können.
-
11 zeigt
den Zeitverlauf von Änderungen in der Hilfswicklungsspannung
Vb, in einem Erfassungssignal FD (einem Eingangssignal des FF1 von 9)
des Abfallflanken-Erfassungsabschnitts 12A und in den Abtastungssignalen
S&H1, S&H2. In 11 gibt
das Bezugszeichen t0 den Zeitpunkt an, zu dem der durch die Diode
D1 fließende Strom zu null geht. Weil der Oszillator OSC1
asynchron zu dem Oszillator OSC2 betrieben wird, verschiebt sich die
Phase eines Ausgabewellenmusters des Oszillators OSC1 relativ zu
einem Wellenmuster der Hilfswicklungsspannung Vb. 11 zeigt
einen Zustand, in dem der Zeitpunkt der Abfallflanke des Abtastungssignals
S&H2 dem Zeitpunkt
t0 entspricht, zu dem der durch die Diode D1 fließende
Strom zu null geht.
-
Die
Erfinder haben verschiedene Details mittels einer Simulation und ähnlichem
untersucht, wobei sie feststellen konnten, dass der Wert von T2
vorzugsweise auf T2 > T1
gesetzt wird, wobei T1 die Zeit ab dem Zeitpunkt t0, zu dem der
durch die Diode D1 fließende Strom zu null geht, bis zu
dem Zeitpunkt t1 ist, zu dem das Erfassungssignal FD des Abfallflanken-Erfassungsabschnitts 12A steigt,
und wobei T2 die Zeit von einer Abfallflanke des Abtastungssignals S&H1 bis zu einer
Anstiegsflanke des Abtastungssignals S&H2 ist. Wenn T2 dagegen auf T2 < T1 gesetzt wird,
wird der Wert der Hilfswicklungsspannung Vb, nachdem der Strom der
Diode D1 zu null gegangen ist, während der Zeitpunkte t0–t1
abgetastet, wobei die Hilfswicklungsspannung zu dem Zeitpunkt, unmittelbar
bevor der Strom der Diode D1 zu null geht, nicht abgetastet werden
kann. Weil weiterhin der Wert der Hilfswickelspannung, nachdem der Strom
der Diode D1 zu null gegangen ist, rapide abfällt, wird
bei dem Versuch, den Wert abzutasten, ein Wert abgetastet, der viel
niedriger als ein gewünschter Wert ist. Deshalb wird in
dieser Ausführungsform T2 auf T2 > T1 gesetzt.
-
T1
wird derart gesetzt, dass der Abfallflanken-Erfassungsabschnitt 12A kein
in der Hilfswickelspannung Vb enthaltenes Rauschen erfasst. T2 kann entsprechen
gesetzt werden, indem eine Frequenz des Oszillators OSC1 und die
Verzögerungszeit td1 der Verzögerungsschaltung
DLY1 gewählt werden. Insbesondere kann die Verzögerungszeit
td1 auf einen gewünschten Wert gesetzt werden, indem die Werte
eines Widerstands und eines Kondensators der RC-Zeitkonstantenschaltung
der Verzögerungsschaltung DLY1 geändert werden.
-
Im
Folgenden wird der Grund erläutert, warum die dritte Ausführungsform
mit der oben beschriebenen Konfiguration gegenüber der
zweiten Ausführungsform zu bevorzugen ist, die eine Ausgabe
des Oszillators OSC1 als Abtastungssignal in dem Abtastungshalteabschnitt 12B der
ersten Stufe verwendet.
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12A zeigt ein Beispiel für die
Veränderung von Signalen und Spannungen in jedem Abschnitt
der schaltenden Stromversorgungsvorrichtung gemäß der
zweiten Ausführungsform, und 12B zeigt
ein Beispiel für die Veränderungen von Signalen
und Spannungen in jedem Abschnitt der schaltenden Stromversorgungsvorrichtung
gemäß der dritten Ausführungsform. In 12 gibt
(h) die abzutastende und in dem Kondensator Cs1a durch das Abtastungssignal
S&H1 von (g)
zu haltende Spannung VS&H1
wieder, gibt (I) die abzutastende und in dem Kondensator Cs1b durch
das Abtastungssignal S&H2
von (k) zu haltende Spannung VS&H2
wieder, wobei die Eingangsspannung Vb in den Kondensatoren Cs1a,
Cs1b während der Periode mit hohem Pegel von S&H1, S&H2 genommen wird
und die unmittelbar vorausgehende Spannung während der
Periode mit niedrigem Pegel von S&H1, S&H2 gehalten wird.
-
Weiterhin
wird die Spannung VS&H1
durch die Signale S&H3,
S&H4 von (d),
(e) als Spannungen VS&H3,
VS&H4 von (i)
und (j) abgetastet und wird die Spannung VS&H2 durch die Signale S&H5, S&H6 von (d), (e)
als Spannungen VS&H5,
VS&H6 von (m),
(n) abgetastet. Die Halteteile der Spannungen VS&H3, VS&H4 werden durch die Schalter SW4a,
SW5a des Signalschaltabschnitts 12D ausgewählt
(extrahiert) und die Halteteile der Spannungen VS&H5, VS&H6 werden durch
die Schalter SW4b, SW5b des Signalschaltabschnitts 12D ausgewählt (extrahiert),
wobei dann die Spannungen VS&H3, VS&H4 und die Spannungen
VS&H5, VS&H6 zu dem Vergleicher
CPM5 gegeben werden.
-
In
dem Beispiel von 12 werden der Teil T3 der Spannung
VS&H4 von (j),
der Teil T4 der Spannung VS&H3
von (i), der Teil T3 der Spannung VS&H6 von (n) und der Teil T4 der Spannung
VS&H5 von (m)
zu dem CMP5 gegeben. Es kann also eine annähernd stabile
Spannung, die sich nicht wesentlich verändert, zu dem CMP5
gegeben werden, sodass eine stabile Bestimmung realisiert wird.
Der Vergleicher CMP5 vergleicht alternierend die Spannungen VS&H3 und VS&H5 und die Spannungen VS&H4 und VS&H6, und die Schalter
SW6, SW7 wählen die größere Spannung,
um diese zu der Fehlerverstärkungsschaltung 12E einer
folgenden Stufe zu geben.
-
Die
Abtastungssignale S&H1,
S&H2 sind in 12(A) wie in (g), (k) gezeigt jeweils
ein Signal in Phase und ein Signal mit umgekehrter Phase, die wie die
Ausgabe aus dem Oszillator OSC1 jeweils Betriebsverhältnisse
von 50% aufweisen, und in 12(b) Signale
mit schmalen Pulsbreiten, die synchron zu der Ausgabe des Oszillators
OSC1 oder einem entsprechenden Signal mit umgekehrter Phase sind.
-
Das
Problem von 12(A) besteht darin, dass
wenn die durch das Signal S&H2
von (k) abgetastete und gehaltene Spannung VS&H2 durch die Signale S&H5 und S&H6 von (d), (e)
abgetastet und gehalten wird und wenn diese Zeitpunkte einander überlappen,
ein Spannungswert der Spannung VS&H2
mitten während des Abfalls wie in (m) und (n) gezeigt gehalten
werden kann.
-
Weil
dagegen in 12(B) die Signale S&H1, S&H2 von (g) (k)
schmale Pulsbreiten aufweisen und die Schaltung derart aufgebaut
ist, dass T2 > T1,
können die Zeitpunkte der Signale S&H2 und der Signale S&H5, S&H6 einander möglichst
weit überlappen. Es kann also vermieden werden, dass ein
Spannungswert der Spannung VS&H2
mitten während des Abfalls gehalten wird.
-
In
dem Fall von 12 vergleicht der Vergleicher
COM5 die Spannungswerte der durch Kreise in (g), (k) markierten
Spannungsteile und wählt die Spannung von (h). In 12(A) wird aus der Sicht der Hilfswickelspannung
Vb die Spannung mitten während des Falls gehalten. In 12B kann der Spannungswert zu dem Zeitpunkt
unmittelbar vor einer Abfallflanke gehalten werden. Deshalb tritt
wie in (o) von 12 gezeigt eine Potentialdifferenz ΔV zwischen
den Ausgaben der Signalschaltabschnitte auf, die in die Fehlerverstärker
der zweiten und dritten Ausführungsform eingegeben werden.
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Die
dritte Ausführungsform kann den vor einem Abfall abgetasteten
Spannungswert der Hilfswickelspannung von dem mitten während
des Abfalls oder nach dem Abfall abgetasteten Spannungswert trennen
und den vor dem Abfall abgetasteten Spannungswert als Rückkopplungssignal
verwenden. Daraus resultiert, dass die dritte Ausführungsformen die
Spannung, unmittelbar bevor die Diode zu null geht und die Hilfswickelspannung
zu fallen beginnt, mit größerer Genauigkeit als
in der zweiten Ausführungsform erfassen kann.
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Obwohl übrigens
auch die dritte Ausführungsform die Oszillatoren OSC1,
OSC2 in dem Abtastungshalteabschnitt 12B der ersten Stufe
und in dem Betriebspuls-Erzeugungsabschnitt 12F enthält, kann
auch ein Frequenzteiler anstelle des Oszillators OSC2 vorgesehen
sein, sodass zum Beispiel ein durch das Teilen eines von außen
zugeführten Oszillationssignals erhaltenes Signal in den
Anstiegsflanken-Erfassungsabschnitt 13a und in den Abfallflanken-Erfassungsabschnitt 13b eingegeben
wird, um die Abtastungssignale S&H1,
S&H2 zu erzeugen.
-
Es
wurden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung erläutert, wobei verschiedene Details im Aufbau
der ersten bis dritten Ausführungsform innerhalb des Erfindungsumfangs der
vorliegenden Erfindung geändert werden können,
ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
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Die
vorliegende Erfindung kann nicht nur auf eine extern erregte, schaltende
Stromversorgungsvorrichtung, sondern auch auf eine selbst erregte, schaltende
Stromversorgungsvorrichtung angewendet werden.
-
Zusammenfassung
-
Es
wird eine schaltende Stromversorgungsvorrichtung angegeben, die
einen Spannungswandler einschließlich einer Hilfswicklung
auf einer primären Seite und eine Schaltsteuerschaltung
umfasst, wobei die Schaltsteuerschaltung eine Erfassungsschaltung
zum Erfassen einer Abfallflanke einer Anschlussspannung der Hilfswicklung
umfasst und einen mit einer primären Wicklung des Wandlers
verbundenen Schalttransistor auf der Basis der Anschlussspannung
der Hilfswicklung zu einem Zeitpunkt, unmittelbar bevor der durch
eine sekundäre Gleichrichterdiode der schaltenden Stromversorgungsvorrichtung
fließende Strom zu null geht, steuert, wobei die Anschlussspannung
auf der Basis der Erfassungszeit der Erfassungsschaltung erhalten wird.
-
- 10
- schaltende
Stromversorgungsvorrichtung
- 11
- Diodenbrückenschaltung
- 12
- Schaltsteuerschaltung
- 12A
- Abfallflanken-Erfassungsschaltung
- 12B
- Abtastungshalteschaltung
der ersten Stufe
- 12C
- Abtastungshalteschaltung
der zweiten Stufe
- 12D
- Signalschaltabschnitt
- 12E
- Fehlerverstärkungsschaltung
- 12F
- Betriebspuls-Erzeugungsabschnitt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
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Zitierte Patentliteratur
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